KR102308208B1 - 조사 장치 - Google Patents

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KR102308208B1
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Abstract

실시예에 따른 조사 장치는 제 1 방향으로 연장하는 조사 대상과 제 1 거리만큼 이격되어 광을 조사하고, 수용 공간을 포함하는 하우징, 상기 수용 공간 내에 배치되는 조명 모듈 및 상기 조명 모듈 상에 배치되는 투광 부재를 포함하고, 상기 조명 모듈은 회로기판 상에 배치되며 발광소자를 포함하는 복수의 광원 모듈을 포함하고, 상기 발광소자는 315nm 내지 410nm 파장 대역의 광을 방출하고, 상기 투광 부재는 상기 광원 모듈에서 방출된 광을 투과할 수 있는 재질을 포함하고, 상기 제 1 거리는 40cm에서 120cm이고, 상기 조사 대상 상에는 제 1 면적의 피조사면이 형성되고, 상기 제 1 면적은 상기 조사 장치의 평면적보다 크고, 상기 피조사면에 조사되는 광의 세기는 1mW/cm2에서 100mW/cm2이고, 상기 피조사면에 조사되는 광의 세기의 균일도는 50% 이상이고, 상기 광의 세기의 균일도는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
U = (I1/I2)*100
(U: 광의 세기의 균일도(%), I1: 피조사면에 입사되는 광의 세기의 최소값(mW/cm2), I2: 피조사면에 입사되는 광의 세기의 최대값(mw/cm2))

Description

조사 장치{IRRADIATION LIGHT SOURCE}
실시예는 조사 장치에 관한 것이다.
반도체 소자는 pn접합 구조를 이용하여 다양한 파장 대역의 광을 방출하는 소자로, GaN, InGaN, AlGaN, GaAs, AlGaInP 등의 화합물을 포함할 수 있다. 특히, 상기 화합물을 포함하는 반도체 소자는 밴드갭 에너지를 쉽게 조정할 수 있어, 발광소자, 수광소자 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
발광소자는 적색, 청색, 황색 등 다양한 가시광 대역의 광 및 자외선 대역의 광 등 다양한 파장 대역의 광을 구현할 수 있고, 형광 물질을 이용하거나 방출되는 광의 색을 조합하여 백색광도 구현할 수 있다. 상기 발광소자는 응답속도가 빠르고 친환경적이며, 발광 효율이 우수하여 차세대 광 에너지원으로 주목 받고 있다.
특히, 최근에는 결정 성장 기술이 발전하면서 자외선 파장의 광을 방출하는 발광소자에 대한 연구가 지속되고 있다. 일례로, 자외선 발광소자는 크게 315nm에서 410nm 대역의 자외선 광을 방출하는 UV-A, 280nm에서 315nm 대역의 자외선 광을 방출하는 UV-B 및 200nm에서 315nm 대역의 자외선 광을 방출하는 UV-C로 구분될 수 있다. UV-A 발광소자는 3eV에서 4eV 정도의 자외선 광자의 높은 에너지를 이용하는 표면처리, 경화, 몰딩, 건조, 인쇄, 표면 검사 등 다양한 분야에 이용되고 있다. 또한, UV-B 발광소자는 피부 등의 의료용으로 사용되고 있고, UV-C 발광소자는 유전공학, 바이오, 농업, 임업, 수산업 분야에 응용은 물론, 살균 및 보건, 의료 분야 등에 이용되어 폭 넓은 활용이 기대되고 있다.
그러나, 상기 자외선 발광소자를 포함하는 조사 장치는 소자의 지향각 등의 문제로 피조사면에 균일한 세기의 자외선 광을 조사하기 어려운 문제점이 있다. 이에 따라, 피조사면의 영역에 따라 인가되는 광의 세기의 균일도가 저하되고 세기에 대한 편차가 크게 발생하는 문제가 있다.
또한, 상기 발광소자를 포함하는 조사 장치는 많은 양의 열이 발생되기에 별도의 방열 부재가 요구되어 장치의 부피 및 무게가 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 조사 장치가 요구된다.
실시예는 조사 대상에 균일한 세기의 광을 조사할 수 있는 조사 장치를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 조사 대상에 균일한 세기의 광이 연속적으로 제공되는 피조사면을 형성할 수 있는 조사 장치를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 향상된 방열 특성을 가지는 조사 장치를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 부피가 작고 가벼운 조사 장치를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 조립 및 교체가 용이한 조사 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 조사 장치는 제 1 방향으로 연장하는 조사 대상과 제 1 거리만큼 이격되어 광을 조사하고, 수용 공간을 포함하는 하우징, 상기 수용 공간 내에 배치되는 조명 모듈 및 상기 조명 모듈 상에 배치되는 투광 부재를 포함하고, 상기 조명 모듈은 회로기판 상에 배치되며 발광소자를 포함하는 복수의 광원 모듈을 포함하고, 상기 발광소자는 315nm에서 410nm 파장 대역의 광을 방출하고, 상기 투광 부재는 상기 광원 모듈에서 방출된 광을 투과할 수 있는 재질을 포함하고, 상기 제 1 거리는 40cm에서 120cm이고, 상기 조사 대상 상에는 제 1 면적의 피조사면이 형성되고, 상기 제 1 면적은 상기 조사 장치의 평면적보다 크고, 상기 피조사면에 조사되는 광의 세기는 1mW/cm2에서 100mW/cm2이고, 상기 피조사면에 조사되는 광의 세기의 균일도는 50% 이상이고, 상기 광의 세기의 균일도는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
U = (I1/I2)*100
(U: 광의 세기의 균일도(%), I1: 피조사면에 입사되는 광의 세기의 최소값(mW/cm2), I2: 피조사면에 입사되는 광의 세기의 최대값(mw/cm2))
실시예에 따른 조사 장치는 조사 대상의 설정된 크기의 피조사면에 균일한 세기의 광을 조사할 수 있다. 자세하게, 상기 조사 장치는 설정된 간격으로 이격된 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치는 상기 피조사면의 중심, 주변 및 가장자리 영역에 편차를 최소화한 균일한 세기의 광을 제공할 수 있따.
또한, 실시예에 따른 조사 장치는 상기 조사 대상의 연장 방향과 대응되는 방향으로 이격된 복수의 조사 장치를 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수의 조사 장치는 설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 조사 장치는 상기 조사 대상 상에 균일한 세기의 광이 제공되는 연속된 피조사면을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 조사 장치는 다양한 길이를 가지는 조사 대상에 균일한 세기의 광을 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조사 장치는 향상된 방열 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 조명 모듈은 하우징과 접하며 배치될 수 있고 상기 하우징은 상기 조명 모듈에서 방출된 열을 배출할 수 있는 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 조사 장치는 상기 조명 모듈에서 발생한 열을 방출하기 위한 별도의 방열 부재를 생략할 수 있으며, 이로 인해 보다 작은 부피, 가벼운 무게를 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조사 장치의 조명 모듈은 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 조명 모듈의 발광소자는 복수의 회로기판 상에 배치될 수 있고, 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 일부 발광소자 또는 회로기판이 수명이 다하거나 파손되어 교체가 필요할 경우, 부분적으로 교체할 수 있다. 따라서, 상기 조사 장치는 조립 및 교체가 용이하여 향상된 효율을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조사 장치가 조사 대상에 광을 조사하는 것에 대한 개략도이다.
도 2는 실시예에 따른 조사 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 조사 장치의 상면도이다.
도 4는 실시예에 따른 조사 장치에서 커버 부재가 제외된 상면도이다.
도 5는 도 4의 A1 영역을 확대한 확대도이다.
도 6은 도 4의 A2 영역을 확대한 확대도이다.
도 7은 도 4의 A3 영역을 확대한 확대도이다.
도 8 및 도 9는 실시예에 따른 조사 장치의 조사 밀도 분포에 대한 도면이다.
도 10 및 도 11은 실시예에 따른 조사 장치에서 커버 부재가 제외된 다른 상면도이다.
도 12는 실시예에 따른 조사 장치가 복수 개가 배치되어 조사 대상에 광을 조사하는 것에 대한 개략도이다.
도 13은 복수의 조사 장치의 조사 밀도 분포에 대한 도면이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 실시예에 대한 설명에서 제 1 방향은 도면에 도시된 x축 방향일 수 있고, 제 2 방향은 도면에 도시된 y축 방향으로 상기 x축 방향과 직교하는 방향일 수 있다. 또한, 제 3 방향은 도면에 도시된 z축 방향으로, 상기 x축 및 y축과 직교하는 방향일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 조사 장치가 조사 대상에 광을 조사하는 것에 대한 개략도이다.
실시예에 따른 조사 장치(1000)는 제 1 방향(x축 방향) 및 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향(y축 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)와 상기 제 2 방향 길이(w2)는 서로 다르거나 같을 수 있다. 자세하게, 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)는 제 2 방향 길이(w2)보다 길 수 있다. 예를 들어, 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)는 제 2 방향 길이(w2)의 약 2배 내지 약 4배일 수 있다. 자세하게, 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)는 제 2 방향 길이(w2)의 약 2.5배 내지 약 3.5배일 수 있다. 일례로, 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)는 약 60cm에서 약 120cm일 수 있고, 제 2 방향 길이(w2)는 약 17cm에서 약 48cm일 수 있다. 자세하게, 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)는 약 80cm에서 약 100cm일 수 있고, 제 2 방향 길이(w2)는 약 20cm에서 약 40cm일 수 있다.
상기 조사 장치(1000)는 조사 대상(800)과 제 3 방향(z축 방향)으로 이격되고 상기 조사 대상(800)에 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 조사 대상(800)은 제 1 방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있고, 상기 조사 대상(800)은 장축이 상기 제 1 방향과 평행하게 배치되어 상기 조사 대상(800)에 광을 조사할 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 대상(800) 상에는 상기 조사 장치(1000)의 광이 입사되는 피조사면(850)이 형성될 수 있다.
상기 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800)과 제 1 거리(wd)만큼 이격될 수 있다. 상기 제 1 거리(wd)는 상기 조사 장치(1000)의 제 2 방향 길이(w2)의 약 0.6배 내지 약 8배일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 거리(wd)가 상기 제 2 방향 길이(w2)의 약 0.6배 미만인 경우, 상기 피조사면(850)의 면적이 지나치게 작을 수 있고, 상기 피조사면(850)에 조사되는 광의 세기의 균일도(Uniformity)가 현저히 낮을 수 있다. 또한, 상기 제 1 거리(wd)가 상기 제 2 방향 길이(w2)의 약 8배를 초과할 경우, 상기 피조사면(850)에 조사되는 광의 세기 및 광의 세기의 균일도가 저하될 수 있다. 일례로, 상기 조사 장치(1000)가 상술한 범위의 제 1 및 제 2 방향 길이(w1, w2)를 각각 가질 경우, 상기 제 1 거리(wd)는 약 40cm에서 약 120cm일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 거리(wd)는 약 50cm에서 약 110cm일 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치(1000)는 설정된 면적의 피조사면(850)에 설정된 세기의 광을 균일하게 조사할 수 있다.
상기 조사 대상(800)에서 상기 조사 장치(1000)의 광이 입사되는 피조사면(850)은 제 1 및 제 2 방향 길이(w3, w4)를 각각 가질 수 있다. 이때, 상기 피조사면(850)의 제 1 방향 길이(w3)는 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1)보다 길 수 있다. 또한, 상기 피조사면(850)의 제 2 방향 길이(w4)는 상기 조사 장치(1000)의 제 2 방향 길이(w2)보다 길 수 있다. 일례로, 상기 피조사면(850)의 제 1 방향 길이(w3)는 약 80cm에서 약 200cm일 수 있고, 상기 제 2 방향 길이(w4)는 약 30cm에서 약 75cm일 수 있다.
상기 피조사면(850)의 면적(w3 * w4)은 상기 조사 장치(1000)의 평면적(w1 * w2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 피조사면(850)의 면적은 상기 조사 장치(1000)의 평면적의 약 1.1배 내지 약 3배일 수 있다. 자세하게, 상기 피조사면(850)의 면적은 상기 조사 장치(1000)의 평면적의 약 1.2배 내지 약 2.5배일 수 있다. 상기 피조사면(850)의 면적이 상술한 범위를 만족하지 못하고 상기 조사 장치(1000)의 평면적보다 좁을 경우, 상기 조사 장치(1000)의 효율이 저하될 수 있다. 예를 들어, 상기 조사 대상(800)에 광을 조사하여 설정된 피조사면을 형성할 경우, 보다 많은 수의 조사 장치(1000)가 요구될 수 있다. 따라서, 피조사면(850)의 면적은 상기 조사 장치(1000)의 평면적보다 넓은 것이 바람직하다. 일례로, 상기 피조사면(850)의 면적(w3 * w4)은 약 4000cm2에서 약 6000cm2일 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 설정된 제 1 및 제 2 방향 길이(w1, w2)를 가질 수 있다. 이때, 상기 조사 장치(1000)는 장축이 상기 조사 대상(800)의 연장 방향(제 1 방향)과 대응되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800)과 설정된 제 1 이격 거리(wd)만큼 이격될 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800)에 상기 조사 장치(1000)의 평면적보다 넓은 면적의 피조사면(850)을 형성할 수 있고, 상기 피조사면(850)에 설정된 세기의 광을 균일하게 조사할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 조사 장치의 상면도이고, 도 4는 실시예에 따른 조사 장치에서 투광 부재가 제외된 상면도이다. 또한, 도 4는 실시예에 따른 조사 장치에서 커버 부재가 제외된 상면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여 실시예에 따른 조사 장치(1000)를 보다 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 하우징(100), 조명 모듈(50), 커버 부재(500) 및 투광 부재(510)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(100)은 상부가 오픈되고, 내부에 수용 공간(105)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(100)은 상기 조명 모듈(50)을 수용할 수 있다.
상기 하우징(100)은 제 1 및 제 2 방향 길이를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 하우징(100)은 상기 조사 장치(1000)의 제 1 방향 길이(w1) 및 제 2 방향 길이(w2)를 가질 수 있다.
상기 하우징(100)은 복수의 외측면을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 하우징(100)은 제 1 방향으로 연장하는 제 1 외측면(OS1) 및 제 2 외측면(OS2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 외측면(OS1)및 상기 제 2 외측면(OS2)은 제 2 방향으로 마주하며 제 2 방향으로 서로 이격될 수 있다. 또한, 상기 하우징(100)은 상기 제 1 및 제 2 외측면(OS1, OS2) 사이를 연결하는 제 3 외측면(OS3) 및 제 4 외측면(OS4)을 포함할 수 있다. 상기 제 3 외측면(OS3) 및 상기 제 4 외측면(OS4)은 제 2 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제 3 외측면(OS3) 및 상기 제 4 외측면(OS4)은 제 1 방향으로 마주하며 제 1 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상기 하우징(100)은 외부로부터 신뢰성을 가지는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 하우징(100)은 상기 조명 모듈(50)에서 방출되는 자외선 광에 파손되거나 변형되지 않는 재질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 하우징(100)은 수지, 세라믹 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징(100)은 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), PBT(Polybutylene Terephthalate), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), POM(Poly Oxy Methylene, Polyacetal), PPO(Polyphenylene Oxide) 수지 및 변성 PPO (Modified PPO) 수지 중 적어도 하나의 수지 재질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징(100)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 하우징(100)은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless) 및 이를 포함하는 합금 중 적어도 하나의 금속 재질을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 하우징(100)은 향상된 신뢰성을 가짐과 동시에 높은 열전도성을 가질 수 있어, 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 열의 방열 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치(1000)는 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 열을 효과적으로 배출할 수 있어 별도의 냉각팬(fan), 히트싱크(heatsink) 등의 방열 부재를 생략할 수 있다.
상기 조명 모듈(50)은 상기 수용 공간(105) 내에 배치될 수 있다. 상기 조명 모듈(50)은 상기 수용 공간(105)에 의해 노출된 상기 하우징(100)의 하면(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 조명 모듈(50)은 상기 하면(110)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 조명 모듈(50)은 오픈된 상기 하우징(100)의 상부 방향으로 광을 방출할 수 있다. 상기 조명 모듈(50)은 상기 피조사면(850)에 광을 조사할 수 있다. 상기 조명 모듈(50)은 상기 피조사면(850)에 약 1mW/cm2에서 100mW/cm2 -의 세기를 가지는 광을 조사할 수 있다.
상기 조명 모듈(50)은 회로기판(200) 및 상기 회로기판(200) 상에 배치되며 발광소자를 포함하는 복수의 광원 모듈(310, 320)을 포함할 수 있다.
상기 회로기판(200)은 상기 광원 모듈(310, 320)의 발광소자에 전원을 공급하기 위한 배선층을 포함할 수 있고, 복수의 수지층으로 형성된 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 일례로, 상기 회로기판(200)은 리지드 PCB(rigid PCB), 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 회로기판(200)은 글래스(glass), 수지, 에폭시 등을 포함하는 합성 수지를 포함할 수 있고, 열전도성이 우수한 세라믹(ceramic), 표면이 절연된 금속을 포함할 수 있다. 상기 회로기판(200)은 플레이트, 리드 프레임과 같은 형태를 가질 수 있으며 이에 대해 제한하지는 않는다.
상기 회로기판(200)은 상기 회로기판(200) 내에 형성되는 복수의 비아(via)를 포함할 수 있다. 상기 비아(via)는 후술할 광원 모듈(310, 320)의 발광소자가 배치되는 일면과 상기 일면과 반대되는 타면 상에 각각 형성된 전극 패턴을 연결할 수 있다. 일례로, 상기 비아(via) 내에는 도전성 물질이 배치되어 상기 일면 및 타면 상에 각각 형성된 전극 패턴을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 회로기판(200) 상에는 제너 다이오드, 변압 조절기, 저항 등이 더 배치될 수 있다.
상기 회로기판(200) 상에는 절연층(미도시) 또는 보호층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 절연층 또는 보호층은 상기 기판(100)의 일면 및 타면 중 적어도 하나의 면 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(200) 상에는 상기 절연층 또는 상기 보호층으로부터 노출된 영역에 배치되는 본딩 패드(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 본딩 패드는 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 본딩 패드는 금속을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 본딩 패드는 Cu, Ti, Au, Ag, Ni, Cr, Ta, Pt, Sn, P, Fe, Al 및 Zn 중 선택되는 적어도 하나의 금속 또는 합금을 포함할 수 있다.
상기 본딩 패드는 상기 회로기판(200)의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 본딩 패드는 상기 일면 상에서 서로 이격되는 제 1 본딩 패드(미도시) 및 제 2 본딩 패드(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(200) 상에는 복수의 광원 모듈(310, 320)이 배치될 수 있다. 상기 광원 모듈(310, 320)은 상기 제 1 방향으로 연장하는 제 1 광원 모듈(310) 및 제 2 광원 모듈(320)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 광원 모듈(310) 및 상기 제 2 광원 모듈(320)은 제 2 방향으로 서로 이격될 수 있다.
상기 제 1 광원 모듈(310) 및 상기 제 2 광원 모듈(320) 각각은 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 발광소자는 상기 회로기판(200) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광소자는 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 상기 발광소자는 약 400nm 이하의 광을 방출할 수 있다. 상기 발광소자는 자외선 UV-A, UV-B 및 UV-C 중 적어도 하나의 영역대의 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 일례로, 실시예에 따른 발광소자는 약 315nm에서 약 410nm 파장 대역의 광을 방출하는 UV-A 발광소자를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 상에는 렌즈 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 렌즈 부재는 상기 발광소자 상에 배치될 수 있다. 상기 렌즈 부재는 상기 발광소자에서 방출된 광을 투과시킬 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 렌즈 부재는 유리, 플라스틱, 수지, 실리콘(silicon)계 수지, 불소 수지계 재질 및 에폭시(epoxy)계 재질, 산화물 및 질화물 등의 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 렌즈 부재는 상기 발광소자에서 방출된 광을 굴절시켜 광의 경로를 바꾸어줄 수 있다. 즉, 상기 렌즈 부재는 상기 발광소자에서 방출된 광의 지향각을 제어할 수 있다. 일례로, 실시예에 따른 발광소자는 상기 렌즈 부재에 의해 60도 이하의 지향각을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자는 약 30도 에서 60도의 지향각을 가질 수 있다.
상기 조명 모듈(50) 상에는 커버 부재(500)가 배치될 수 있다. 상기 커버 부재(500)는 오픈된 상기 하우징(100)의 상부를 커버할 수 있다. 상기 커버 부재(500)는 상기 조명 모듈(50)이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 커버 부재(500)는 외부로부터 신뢰성을 가지며, 상기 조명 모듈(50)에서 방출되는 광에 파손되거나 변경되지 않는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 부재(500)는 수지, 세라믹, 금속 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다. 상기 커버 부재(500)는 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 광을 차폐할 수 있다.
상기 커버 부재(500)는 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 커버 부재(500)는 상기 조명 모듈(50)의 제 1 광원 모듈(310) 및 제 2 광원 모듈(320)과 대응되는 영역에 형성되는 개구부를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 개구부는 상기 제 1 및 제 2 광원 모듈(310, 320) 각각의 발광소자와 제 3 방향(z축 방향)으로 중첩되는 영역에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 및 제 2 광원 모듈(310, 320)에서 방출된 광은 상기 커버 부재(500)의 개구부를 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기 커버 부재(500)의 개구부 상에는 투광 부재(510)가 배치될 수 있다. 상기 투광 부재(510)는 상기 개구부를 차폐할 수 있다. 또한, 상기 커버 부재(500)는 상기 조명 모듈(50)과 제 3 방향으로 중첩되는 영역에 배치되어 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 광을 투과시킬 수 있다.
상기 투광 부재(510)는 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 광을 투과시키며 상기 광에 손상되지 않는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투광 부재(510)는 석영 유리, 보로(Borosilicate) 유리, 불소 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투광 부재(510) 상에는 필터층이 더 형성될 수 있다. 상기 필터층은 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 특정 파장의 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 필터층은 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 광 중 설정된 파장 대역 이외의 광을 필터할 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치(1000)는 설정된 파장 대역의 광을 외부로 방출할 수 있다.
다시 상기 조명 모듈(50)에 대해 설명하면, 상기 제 1 광원 모듈(310)은 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광소자는 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자는 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자는 UV-A, UV-B 및 UV-C 중 적어도 하나의 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자는 약 315nm에서 약 410nm 파장 대역의 광을 방출하는 UV-A 발광소자일 수 있다.
상기 제 1 광원 모듈(310)의 복수의 발광소자는 서로 동일한 형태, 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 복수의 발광소자는 서로 대응되는 지향각을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 발광소자는 약 30도에서 약 60도의 범위 내에서 서로 동일한 지향각을 가질 수 있다.
상기 제 2 광원 모듈(320)은 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광소자는 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 자세하게, 상기 발광소자는 UV-A, UV-B 및 UV-C 중 적어도 하나의 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 약 315nm에서 약 410nm 파장 대역의 광을 방출하는 UV-A 발광소자일 수 있다.
또한, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 복수의 발광소자는 서로 동일한 형태, 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 복수의 발광소자는 서로 대응되는 지향각을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 복수의 발광소자는 약 30도에서 약 60도의 범위 내에서 서로 동일한 지향각을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 동일한 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 동일한 형태, 구조를 가질 수 있고, 동일한 지향각을 가질 수 있다.
상기 제 1 광원 모듈(310)은 상기 제 1 외측면(OS1) 및 상기 제 3 외측면(OS3) 및 상기 제 4 외측면(OS4)과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 광원 모듈(310)은 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)보다 상기 제 1 외측면(OS1)과 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 2 외측면(OS2), 상기 제 3 외측면(OS3) 및 상기 제 4 외측면(OS4)과 인접하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)보다 상기 제 2 외측면(OS2)과 인접하게 배치될 수 있다.
특히, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 1 광원 모듈(310)과 마주하며 배치될 수 있다. 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 1 광원 모듈(310)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 제 2 방향으로 대칭인 위치에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)을 제 1 방향으로 통과하는 가상의 제 1 선을 기준으로 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 상기 제 2 방향으로 대칭인 영역에 배치될 수 있다. 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)에 대하여 180도 회전 대칭인 영역에 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 서로 동일한 형상, 구조를 가지며 서로 대칭인 영역에 배치되는 발광소자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 설명의 편의상 제 1 광원 모듈(310) 중심으로 설명한다.
상기 제 1 광원 모듈(310)은 복수의 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 광원 모듈(310)은 제 1 그룹(311), 제 2 그룹(312) 및 제 3 그룹(313)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 그룹(311)은 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)와 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제 1 그룹(311)은 제 1 방향으로 이격되는 복수의 제 1 발광소자(311a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 1 발광소자(311a)는 제 1 간격(d1)으로 서로 이격될 수 있다.
상기 제 2 그룹(312)은 상기 제 1 그룹(311)과 제 1 방향으로 이격되는 복수의 제 2 발광소자(312a)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 그룹(312)은 상기 제 1 그룹(311)보다 상기 제 3 외측면(OS3)과 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제 2 발광소자(312a)는 제 1 방향으로 서로 이격될 수 있다. 상기 제 2 발광소자(312a)는 제 2 간격(d2)으로 서로 이격될 수 있다.
상기 제 3 그룹(313)은 상기 제 1 그룹(311) 및 상기 제 2 그룹(312)과 제 1 방향으로 이격되는 복수의 제 3 발광소자(313a)를 포함할 수 있다. 상기 제 3 그룹(313)은 상기 제 2 그룹(312)보다 상기 제 3 외측면(OS3)과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 그룹(312)은 상기 제 1 그룹(311)과 상기 제 3 그룹(313) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 3 그룹(313)의 발광소자는 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 복수의 제 3 발광소자(313a)는 제 1 방향을 기준으로 제 3 간격(d3)만큼 서로 이격될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제 3 발광소자(313a)는 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 3 발광소자(313a)는 제 2 방향을 기준으로 제 4 간격(d4)만큼 서로 이격될 수 있다.
상기 제 1 광원 모듈(310)은 제 4 그룹(314), 제 5 그룹(315) 및 제 6 그룹(316)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 4 그룹(314)은 상기 제 1 그룹(311)과 제 1 방향으로 대칭인 위치에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 4 그룹(314)은 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)을 제 2 방향으로 통과하는 가상의 제 2 선을 기준으로 상기 제 1 그룹(311)과 대칭인 영역에 배치될 수 있다. 상기 제 4 그룹(314)은 상기 제 1 발광소자(311a)의 대응되는 개수 및 위치에 배치되는 복수의 제 4 발광소자(314a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 4 발광소자(314a)는 제 1 방향으로 이격될 수 있고, 상기 제 1 간격(d1)만큼 서로 이격될 수 있다.
상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 4 그룹(314)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 4 그룹(314)보다 상기 제 4 외측면(OS4)과 인접하게 배치될 수 있다.
상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 2 그룹(312)과 제 1 방향으로 대칭인 위치에 배치될 수 있다. 상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 2 선을 기준으로 상기 제 2 그룹(312)과 대칭인 영역에 배치될 수 있다. 상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 2 발광소자(312a)와 대응되는 개수 및 위치에 배치되는 복수의 제 5 발광소자(315a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 5 발광소자(315a)는 제 1 방향으로 이격될 수 있고, 상기 제 2 간격(d2)만큼 서로 이격될 수 있다.
상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 5 그룹(315)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 4 그룹(314) 및 상기 제 5 그룹(315)보다 상기 제 4 외측면(OS4)과 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 4 그룹(314)과 상기 제 6 그룹(316) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 3 그룹(313)과 제 1 방향으로 대칭인 위치에 배치될 수 있다. 상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 2 선을 기준으로 상기 제 3 그룹(313)과 대칭인 영역에 배치될 수 있다. 상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 3 발광소자(313a)와 대응되는 개수 및 위치에 배치되는 복수의 제 6 발광소자(316a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 6 발광소자(316a)는 제 1 방향으로 서로 이격될 수 있고, 상기 제 3 간격(d3)만큼 이격될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제 6 발광소자(316a)는 제 2 방향으로 서로 이격될 수 있고, 상기 제 4 간격(d4)만큼 이격될 수 있다.
상기 제 2 광원 모듈(320)은 상술한 바와 같이 상기 제 1 광원 모듈(310)과 제 2 방향으로 대칭일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 1 선을 기준으로 상기 제 1 광원 모듈(310)과 대칭인 영역에 배치되는 복수의 발광소자를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상술한 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 내지 제 6 그룹(311, 312, 313, 314, 315, 316)과 각각 대응되는 제 1 내지 제 6 그룹(321, 322, 323, 324, 325, 326)을 포함할 수 있다.
도 5는 도 4의 A1 영역을 확대한 확대도이고, 도 6은 도 4의 A2 영역을 확대한 확대도이다. 또한, 도 7은 도 4의 A3 영역을 확대한 확대도이다.
먼저, 도 5를 참조하여 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 그룹(311), 제 2 그룹(312) 및 제 3 그룹(313)에 포함된 발광소자에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 제 1 그룹(311)은 상기 조사 장치(1000)의 중심 영역에 배치되는 광원 모듈일 수 있다. 상기 제 1 그룹(311)에서 방출된 광은 상기 피조사면(850)의 중심 영역을 형성할 수 있다. 상기 제 1 그룹(311)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 제 1 발광소자(311a)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 발광소자(311a)들은 동일 선상에서 상기 제 1 간격(d1)으로 이격될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 간격(d1)은 약 10mm에서 약 25mm일 수 있다.
상기 제 2 그룹(312)은 상기 조사 장치(1000)의 중심 영역과 가장자리 영역 사이에 배치되는 광원 모듈일 수 있다. 상기 제 2 그룹(312)에서 방출된 광은 상기 피조사면(850)의 중심과 가장자리 영역 사이 영역을 형성할 수 있다. 상기 제 2 그룹(312)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 제 2 발광소자(312a)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 발광소자(312a)는 상기 제 1 발광소자(311a)와 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 발광소자(312a)들은 상기 제 2 간격(d2)으로 이격될 수 있다.
상기 제 2 간격(d2)은 상기 제 1 간격(d1)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 간격(d2)은 상기 제 1 간격(d1)의 약 1.1배 내지 약 1.5배일 수 있다. 일례로, 상기 제 2 간격(d2)은 약 15mm에서 약 30mm일 수 있다. 상기 제 2 간격(d2)이 상기 제 1 간격(d1)의 약 1.1배 미만인 경우, 상기 제 2 그룹(312)과 대응되는 피조사면(850)에 조사되는 광의 세기가 증가할 수 있다. 또한, 상기 제 2 간격(d2)이 상기 제 1 간격(d1)의 약 1.5배를 초과할 경우, 상기 제 2 그룹(312)과 대응되는 피조사면(850)에 조사되는 광의 세기가 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 피조사면(850) 전체에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
상기 제 2 발광소자(312a)의 개수는 상기 제 1 발광소자(311a)의 개수와 상이할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수는 상기 제 1 발광소자(311a)의 개수보다 적을 수 있다. 일례로, 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수는 상기 제 1 발광소자(311a)의 개수의 약 0.3배 내지 약 0.7배일 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수는 상기 제 1 발광소자(311a)의 개수의 약 0.4배 내지 약 0.6배일 수 있다. 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수가 상기 제 1 발광소자(311a)와 비교하여 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 피조사면(850)에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 그룹(312)과 대응되는 피조사면(850) 영역에 인가되는 광의 세기가 다른 피조사면(850) 영역에 인가되는 광의 세기와 큰 편차를 가져 상기 피조사면(850) 전체에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
상기 제 3 그룹(313)은 상기 조사 장치(1000)의 가장자리 영역에 배치되는 광원 모듈일 수 있다. 상기 제 3 그룹(313)에서 방출된 광은 상기 피조사면(850)의 가장자리 영역을 형성할 수 있다. 상기 제 3 그룹(313)은 상기 제 1 방향으로 연장하는 복수의 제 3 발광소자(313a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 3 발광소자(313a) 중 일부는 상기 제 1 발광소자(311a) 및 상기 제 2 발광소자(312a)와 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 제 3 발광소자(313a)들은 제 1 방향을 기준으로 상기 제 3 간격(d3)으로 이격될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제 3 발광소자(313a) 중 나머지는 상기 제 1 및 제 2 발광소자(311a, 312a)와 다른 선상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 다른 선상에 배치된 제 3 발광소자(313a)들은 제 1 방향을 기준으로 상기 제 3 간격(d3)으로 이격될 수 있다. 또한, 상기 다른 선상에 배치된 제 3 발광소자(313a)들은 상기 제 1 및 제 2 발광소자(311a, 312a)와 동일 선상에 배치된 제 3 발광소자(313a)들과 제 2 방향으로 상기 제 4 간격(d4)만큼 이격될 수 있다.
상기 제 3 간격(d3)은 상기 제 4 간격(d4)과 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 3 간격(d3) 및 상기 제 4 간격(d4)은 상기 제 1 간격(d1) 및 상기 제 2 간격(d2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 간격(d3) 및 상기 제 4 간격(d4)은 상기 제 1 간격(d1)의 약 0.01배 내지 0.1배일 수 있다. 상기 제 3 간격(d3) 및 상기 제 4 간격(d4)이 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 피조사면(850)에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 간격(d3)과 제 4 간격(d4)이 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 제 3 그룹(313)과 대응되는 피조사면(850) 영역에 인가되는 광의 세기가 다른 피조사면(850) 영역에 인가되는 광의 세기와 큰 편차를 가져 상기 피조사면(850) 전체에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
상기 제 3 발광소자(313a)의 개수는 상기 제 1 발광소자(311a)의 개수보다 많거나 같을 수 있다. 그리고, 상기 제 3 발광소자(313a)의 개수는 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수와 상이할 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 발광소자(313a)의 개수는 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수보다 많을 수 있다. 일례로, 상기 제 3 발광소자(313a)의 개수는 상기 제 2 발광소자(312a)의 개수의 약 1.5배 내지 약 3배일 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 발광소자(311a, 312a)와 동일 선상에 배치된 제 3 발광소자(313a)의 개수는 상기 다른 선상에 배치된 상기 제 3 발광소자(313a)의 개수보다 많을 수 있다. 일례로, 상기 동일 선상에 배치된 제 3 발광소자(313a)의 개수는 다른 선상에 배치된 발광소자의 개수의 약 1.2배 내지 약 2배일 수 있다.
상기 제 3 발광소자(313a)의 개수가 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 피조사면(850)에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 그룹(313)과 대응되는 피조사면(850)에 조사되는 광의 세기가 증가하거나 감소할 수 있어, 상기 피조사면(850) 전체에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 3 그룹(313)에서 방출되는 광의 세기는 상기 제 1 및 제 2 그룹(311, 312)보다 강할 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 그룹(313)에서 방출되는 단위 면적당 광의 세기는 상기 제 1 및 제 2 그룹(311, 312)보다 강할 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 3 그룹(313)에 배치된 복수의 제 3 발광소자(313a)는 상기 제 1 및 제 2 그룹(311, 312)에 각각 배치된 제 1 및 제 2 발광소자(311a, 312a)보다 좁은 간격으로 보다 조밀하게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 3 그룹(313)에 배치된 발광소자의 단위 면적당 집중도는 상기 제 1 및 제 2 그룹(311, 312)보다 높을 수 있다. 이로 인해 상기 피조사면(850)의 가장자리 영역에 균일한 세기의 광을 인가할 수 있으며, 복수의 조사 장치(1000)를 연속적으로 배치할 경우, 복수의 조사 장치(1000) 사 영역과 대응되는 피조사면(850) 영역에 균일한 세기의 광을 제공할 수 있다.
상기 제 1 그룹(311)은 상기 제 2 그룹(312)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 그룹(311)의 일 단에 위치한 제 1 발광소자(311a)는 상기 제 2 그룹(312)의 일 단에 위치한 제 2 발광소자(312a)와 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 1 발광소자(311a)와 상기 제 2 발광소자(312a)는 제 5 간격(d5)만큼 이격될 수 있다.
상기 제 5 간격(d5)은 상기 제 2 간격(d2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 5 간격(d5)은 상기 제 2 간격(d2)의 약 4배 내지 약 7배일 수 있다. 자세하게, 상기 제 5 간격(d5)은 상기 제 2 간격(d2)의 약 4.5배 내지 약 6배일 수 있다. 일례로, 상기 제 5 간격(d5)은 약 90mm에서 약 120mm일 수 있다.
또한, 상기 제 2 그룹(312)은 상기 제 3 그룹(313)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 그룹(312)의 일 단에 위치한 제 2 발광소자(312a)는 상기 제 3 그룹(313)의 일 단에 위치한 제 3 발광소자(313a)와 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 2 발광소자(312a)와 상기 제 3 발광소자(313a)는 제 6 간격(d6)만큼 이격될 수 있다.
상기 제 6 간격(d6)은 상기 제 2 간격(d2)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제 6 간격(d6)은 상기 제 1 간격(d1)보다 작을 수 있고, 상기 제 3 간격(d3)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 6 간격(d6)은 상기 제 2 간격(d2)의 약 0.2배에서 약 0.7배일 수 있다. 자세하게, 상기 제 6 간격(d6)은 상기 제 2 간격(d2)의 약 0.3배 내지 약 0.6배일 수 있다. 일례로, 상기 제 6 간격(d6)은 약 5mm에서 약 20mm일 수 있다.
상기 제 5 간격(d5) 및 상기 제 6 간격(d6)은 상기 피조사면(850)에 조사되는 광의 세기의 균일도를 고려하여 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 그룹(311)은 상기 제 1 외측면(OS1)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 외측면(OS1)과 최인접한 제 1 발광소자(311a)의 일 끝단은 상기 제 1 외측면(OS1)과 제 7 간격(d7)만큼 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 2 그룹(312)은 상기 제 1 외측면(OS1)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 외측면(OS1)과 최인접한 제 2 발광소자(312a)의 일 끝단은 상기 제 1 외측면(OS1)과 제 8 간격(d8)만큼 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 3 그룹(313)은 상기 제 1 외측면(OS1)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 외측면(OS1)과 최인접한 제 3 발광소자(313a)의 일 끝단은 상기 제 1 외측면(OS1)과 제 9 간격(d9)만큼 이격될 수 있다. 또한, 상기 제 3 그룹(313)은 상기 제 3 외측면(OS3)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 3 외측면(OS3)과 최인접한 제 3 발광소자(313a)의 일 끝단은 상기 제 3 외측면(OS3)과 제 10 간격(d10)만큼 이격될 수 있다.
이때, 상기 제 7 간격(d7), 상기 제 8 간격(d8) 및 상기 제 9 간격(d9)은 서로 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 7 간격(d7), 상기 제 8 간격(d8) 및 상기 제 9 간격(d9)은 상기 제 10 간격(d10)보다 작을 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 상기 제 4 그룹(314), 상기 제 5 그룹(315) 및 상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 1 광원 모듈(310)의 상기 제 1 그룹(311), 상기 제 2 그룹(312) 및 상기 제 3 그룹(313)과 대칭일 수 있다.
자세하게, 상기 제 4 그룹(314)은 상기 제 1 그룹(311)과 상기 제 2 선을 기준으로 대칭일 수 있다. 상기 제 4 그룹(314)은 상기 조사 장치(1000)의 중심 영역에 배치되는 광원 모듈일 수 있다. 상기 제 4 그룹(314)에서 방출된 광은 상기 피조사면(850)의 중심 영역을 형성할 수 있다. 상기 제 4 그룹(314)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 제 4 발광소자(314a)를 포함할 수 있다. 상기 제 4 발광소자(314a)들은 동일 선상에서 상기 제 1 간격(d1)으로 이격될 수 있다. 상기 제 4 발광소자(314a)는 상기 제 1 발광소자(311a)와 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 제 4 발광소자(314a)는 상기 제 1 발광소자(311a)와 대칭인 위치에 동일한 개수로 배치될 수 있다.
상기 제 5 그룹(315)은 상기 제 2 그룹(312)과 상기 제 2 선을 기준으로 대칭일 수 있다. 상기 제 5 그룹(315)은 상기 조사 장치(1000)의 중심 영역과 가장자리 영역 사이에 배치되는 광원 모듈일 수 있다. 상기 제 5 그룹(315)에서 방출된 광은 상기 피조사면(850)의 중심과 가장자리 영역 사이 영역을 형성할 수 있다. 상기 제 5 그룹(315)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 제 5 발광소자(315a)를 포함할 수 있다. 상기 제 5 발광소자(315a)들은 동일 선상에서 상기 제 2 간격(d2)으로 이격될 수 있다. 상기 제 5 발광소자(315a)는 상기 제 4 발광소자(314a)와 동일 선상에 배치될 수 있다. 상기 제 5 발광소자(315a)는 상기 제 2 발광소자(312a)와 대칭인 위치에 동일한 개수로 배치될 수 있다.
상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 3 그룹(313)과 상기 제 2 선을 기준으로 대칭일 수 있다. 상기 제 6 그룹(316)은 상기 조사 장치(1000)의 가장자리 영역에 배치되는 광원 모듈일 수 있다. 상기 제 6 그룹(316)에서 방출된 광은 상기 피조사면(850)의 가장자리 영역을 형성할 수 있다. 상기 제 6 그룹(316)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 제 6 발광소자(316a)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 6 발광소자(316a) 중 일부는 상기 제 4 발광소자(314a) 및 상기 제 5 발광소자(315a)와 동일 선상에서 상기 제 3 간격(d3)으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제 6 발광소자(316a)중 나머지는 상기 제 4 및 제 5 발광소자(314a, 315a)와 다른 선상에 배치될 수 있다. 이 경우, 다른 선상에 배치된 제 6 발광소자(316a)들은 동일 선상에 배치된 상기 제 6 발광소자(316a)들과 제 2 방향으로 상기 제 4 간격(d4)만큼 이격될 수 있다. 상기 제 6 발광소자(316a)는 상기 제 3 발광소자(313a)와 대칭인 위치에 동일한 개수로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 6 그룹(316)은 상기 제 3 그룹(313)과 마찬가지로 상기 제 4 및 제 5 그룹(314, 315)에서 방출된 단위 면적당 광의 세기는 상기 제 4 및 제 5 그룹(314, 315)보다 강할 수 있다. 자세하게, 상기 제 6 그룹(316)에 배치된 복수의 제 6 발광소자(316a)는 상기 제 4 및 제 5 그룹(314, 315)에 각각 배치된 제 4 및 제 5 발광소자(314a, 315a)보다 좁은 간격으로 보다 조밀하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 6 그룹(316)에 배치된 발광소자의 단위 면적당 집중도는 상기 제 4 및 제 6 그룹(314, 315)보다 높을 수 있다. 따라서, 상기 피조사면(850)의 가장자리 영역에 균일한 세기의 광을 인가할 수 있고, 복수의 조사 장치(1000)를 연속적으로 배치할 경우, 복수의 조사 장치(1000) 사이 영역과 대응되는 피조사면(850) 영역에 균일한 세기의 광을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제 4 그룹(314) 및 상기 제 5 그룹(315)은 제 1 방향으로 상기 제 5 간격(d5)만큼 이격될 수 있다. 상기 제 5 그룹(315) 및 상기 제 6 그룹(316)은 제 1 방향으로 상기 제 6 간격(d6)만큼 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 4 그룹(314)에서 상기 제 1 외측면(OS1)과 최인접한 제 4 발광소자(314a)의 일 끝단은 상기 제 1 외측면(OS1)과 상기 제 7 간격(d7)만큼 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 5 그룹(315)에서 상기 제 1 외측면(OS1)과 최인접한 제 5 발광소자(315a)의 일 끝단은 상기 제 1 외측면(OS1)과 상기 제 8 간격(d8)만큼 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 6 그룹(316)에서 상기 제 1 외측면(OS1)과 최인접한 제 6 발광소자(316a)의 일 끝단은 상기 제 1 외측면(OS1)과 상기 제 9 간격(d9)만큼 이격될 수 있다. 그리고, 상기 제 6 그룹(316)에서 상기 제 4 외측면(OS4)과 최인접한 상기 제 6 발광소자(316a)의 일 끝단은 상기 제 4 외측면(OS4)과 상기 제 10 간격(d10)만큼 이격될 수 있다.
이어서 도 6을 참조하면, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 그룹(311)은 상기 제 4 그룹(314)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 그룹(311)의 일 단에 위치한 제 1 발광소자(311a)는 상기 제 4 그룹(314)의 일 단에 위치한 제 4 발광소자(314a)와 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 1 발광소자(311a)와 상기 제 4 발광소자(314a)는 제 11 간격(d11)만큼 이격될 수 있다.
상기 제 11 간격(d11)은 상기 제 2 간격(d2)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 11 간격(d11)은 상기 제 5 간격(d5)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 11 간격(d11)은 상기 제 5 간격(d5)의 약 0.2배 내지 약 0.7배일 수 있다.
상기 제 11 간격(d11)이 상술한 범위를 만족하지 못할 경우, 상기 피조사면(850)의 중심 영역에 인가되는 광의 세기가 다른 피조사면(850) 영역에 인가되는 광의 세기와 큰 편차를 가져 상기 피조사면(850) 전체에 조사되는 광의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 복수의 그룹을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 1 선을 기준으로 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 내지 제 6 그룹(311, 312, 313, 314, 315, 316)과 제 2 방향으로 대칭인 제 1 내지 제 6 그룹(321, 322, 323, 324, 325, 326)을 포함할 수 있다.
이때, 도 7을 참조하면, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 그룹(311)은 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 1 그룹(321)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 제 2 방향으로 마주하는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 발광소자(311a)와 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 1 발광소자(321a)는 제 12 간격(d12)으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 2 그룹(312)은 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 2 그룹(322)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 제 2 방향으로 마주하는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 2 발광소자(312a)와 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 2 발광소자(322a)는 제 13 간격(d13)으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 3 그룹(313)은 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 3 그룹(323)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 자세하게, 제 3 방향으로 마주하는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 3 발광소자(313a)와 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 3 발광소자(323a)는 제 14 간격(d14)으로 이격될 수 있다.
상기 제 12 간격(d12)은 상기 제 13 간격(d13)과 동일할 수 있다. 또한, 상기 제 14 간격(d14)은 상기 제 12 간격(d12)보다 작을 수 있다. 여기서 상기 제 12 간격(d12), 상기 제 13 간격(d13) 및 상기 제 14 간격(d14)은 제 2 방향으로 마주하는 발광소자들 사이의 최단 간격을 의미할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 투광 부재(510)는 복수 개가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광 부재(510)는 상기 제 1 광원 모듈(310) 및 상기 제 2 광원 모듈(320) 각각의 그룹과 대응되는 복수의 투광 부재(510)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 투광 부재(510)는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 그룹(311)과 대응되는 제 1 투광 부재, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 2 그룹(312) 및 제 3 그룹(313)과 대응되는 제 2 투광 부재, 상기 제 1 광원 모듈의 제 4 그룹(314)과 대응되는 제 3 투광 부재, 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 5 그룹(315) 및 제 6 그룹(316)과 대응되는 제 4 투광 부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 투광 부재(510)는 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 1 그룹(321)과 대응되는 제 5 투광 부재, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 2 그룹(322) 및 제 3 그룹(323)과 대응되는 제 6 투광 부재, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 4 그룹(324)과 대응되는 제 7 투광 부재, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 5 그룹(325) 및 제 6 그룹(326)과 대응되는 제 8 투광 부재를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치(1000)는 상기 투광 부재(510)가 상기 커버 부재(500) 상에서 차지하는 면적을 최소화할 수 있다. 즉, 상대적으로 비싼 상기 투광 부재(510)의 비용을 절감할 수 있어, 상기 조사 장치(1000)의 전체 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한하지 않으며 상기 투광 부재(510)는 다양한 개수로 제공될 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 복수의 광원 모듈, 예컨대 제 1 광원 모듈(310) 및 제 2 광원 모듈(320)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 광원 모듈(310, 320) 각각은 그룹에 따라 서로 다른 간격으로 배치된 복수의 발광소자들을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 광원 모듈(310, 320) 각각은, 상기 제 1 방향으로 대칭인 제 1 내지 제 3 그룹(311, 312, 313, 321, 322, 323)과 제 4 내지 제 6 그룹(314, 315, 316, 324, 325, 326)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 광원 모듈(320)은 상기 제 1 광원 모듈(310)과 제 2 방향으로 대칭인 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 광원 모듈(320)의 발광소자는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 발광소자와 상기 조사 장치(1000)의 중심(CP)에 대하여 180도 회전 대칭인 영역에 배치될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800)에 피조사면(850)을 형성할 수 있다. 자세하게, 상기 조명 모듈(50)에서 방출된 광은 상기 커버 부재(500)의 개구부 상에 배치된 상기 투광 부재(510)를 통과하여 상기 조사 대상(800)에 입사될 수 있다. 이때, 상기 조사 장치(1000)는 상기 피조사면(850)에 설정된 파장 대역의 광을 균일하게 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시예는 상술한 [수학식 1]을 바탕으로 상기 피조사면(850)에 인가되는 광의 세기의 균일도를 얻을 수 있다.
즉, 실시예는 피조사면(850)에 입사되는 광의 세기의 최소값과 최대값을 바탕으로 상기 피조사면(850)에 인가되는 광의 세기의 균일도를 얻을 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 조사 장치(1000)에 의해 상기 피조사면(850)에 인가되는 광의 세기의 균일도는 약 50% 이상일 수 있다.
도 8 및 도 9는 실시예에 따른 조사 장치의 조사 밀도 분포에 대한 도면이다. 자세하게, 도 8 및 도 9는 상기 조사 장치의 조사 밀도 분포에 대한 시뮬레이션 데이터로, 도 9는 제작한 장치의 측정 특성에 대한 도면이다. 도 8에서 백색에 가까울수록 상대적으로 광의 세기가 큰 것을 의미할 수 있고, 백색에서 마젠타(magenta)색을 거쳐 청색(blue)으로 갈수록 상대적으로 광의 세기가 작은 것을 의미할 수 있다.
이하, 실험예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명한다.
실험예
90cm * 30cm (장축 * 단축) 크기를 가지며, 자외선(UV-A) 광을 방출하는 복수의 발광소자를 포함하는 조사 장치를 조사 대상과 수직 방향으로 약 60cm 이격된 위치에 배치하였다. 이때, 상기 조사 장치는 상기 조사 장치의 장축이 상기 조사 대상의 연장 방향과 대응되도록 배치하였다.
이후, 상기 조사 대상에 자외선 광을 조사하여 상기 조사 대상의 일면 상에 100cm * 50cm (장축 * 단축) 크기의 피조사면을 형성하였다. 이어서 상기 피조사면의 중심 영역(60cm * 30cm), 주변 영역(80cm * 50cm), 가장자리 영역(100cm * 50cm) 및 전체 영역(100cm * 50 cm)에 각각 인가된 광의 세기의 균일도를 측정하였다. 여기서 주변 영역은 상술한 주변 영역의 면적에서 상기 중심 영역의 면적을 제외한 영역을 의미할 수 있다. 또한, 상기 가장자리 영역은 상술한 가장자리 영역의 면적에서 상기 중심 및 주변 영역의 면적을 제외한 영역을 의미할 수 있다.
실시예에 따른 조사 장치(1000)는 상기 조사 장치(1000)의 평면적보다 넓을 면적을 가지는 피조사면(850)에 균일한 세기의 광을 제공할 수 있다.
자세하게, 도 8을 참조하면, 상기 조사 장치(1000)는 면 광원으로 발광하며 상기 조사 장치(1000)의 중심과 대응되는 피조사면(850)의 영역이 백색에 가까운 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 조사 장치(1000)의 전체와 대응되는 상기 피조사면(850)의 영역 역시 백색에 가까운 것을 확인할 수 있다. 즉, 광의 세기의 균일도 특성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
중심 영역(R1) 주변 영역(R2) 가장자리 영역(R3) 전체 영역 (R1+R2+R3)
광의 세기의 최대값(I2) (mW/cm2) 4.51 4.46 4.2 4.51
광의 세기의 최소값(I1) (mW/cm2) 3.79 2.59 2.52 2.52
광의 세기의 평균값 (mW/cm2) 4.21 3.49 3.34 3.74
광의 세기의 균일도(U) (%) 84 58 60 55
보다 자세하게 도 9 및 표 1을 참조하면, 상기 피조사면(850)의 중심 영역(R1)에는 최대 4.51mW/cm2, 최소 3.79mW/cm2, 평균 4.21mW/cm2의 광이 인가될 수 있고, 약 84%의 균일도를 가질 수 있다.
또한, 상기 중심 영역(R1)을 제외한 주변 영역(R2)에는 최대 4.46mW/cm2, 최소 2.59mW/cm2, 평균 3.49mW/cm2의 광이 인가될 수 있고, 약 58%의 균일도를 가질 수 있다.
또한, 상기 중심 및 주변 영역(R1, R2)을 제외한 가장자리 영역(R3)에는 최대 4.2mW/cm2, 최소 2.52mW/cm2, 평균 3.34mW/cm2의 광이 인가될 수 있고, 약 60%의 균일도를 가질 수 있다.
또한, 상기 중심, 주변 및 가장자리 영역(R1, R2, R3)을 합한 전체 영역(R1+R2+R3)에는 최대 4.51mW/cm2, 최소 2.52mW/cm2, 평균 3.74mW/cm2의 광이 인가될 수 있고, 약 55%의 균일도를 가질 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 우수한 광의 세기의 균일도 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 조사 장치(1000)는 약 50%의 광의 세기 균일도를 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 조사 장치(1000)는 약 55%의 광의 세기 균일도를 가질 수 있다. 이로 인해 상기 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800)에 광의 세기의 편차가 최소화된 균일한 세기의 광을 조사할 수 있다. 특히, 상기 조사 대상(800)은 설정된 간격으로 이격된 복수의 발광소자 그룹에 의해, 중심 영역(R1)뿐만 아니라 주변 영역(R2), 가장자리 영역(R3) 각각에 입사되는 광의 세기의 편차를 최소화할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 상기 조명 모듈(50)에서 방출되는 열을 효과적으로 배출할 수 있어 별도의 방열 부재를 생략할 수 있다. 이에 따라, 상기 조사 장치(1000)의 부피 및 무게를 효과적으로 감소할 수 있다.
도 10 및 도 11은 실시예에 따른 조사 장치에서 커버 부재가 제외된 다른 상면도이다.
먼저 도 10을 참조하면, 상기 조명 모듈(50)은 복수의 회로기판(200)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조명 모듈(50)은 서로 이격된 제 1 회로기판(210) 및 제 2 회로기판(220)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 회로기판(210)은 제 1 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제 1 회로기판(210) 상에는 상기 제 1 광원 모듈(310)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 회로기판(220)은 제 1 방향으로 연장하며 상기 제 1 회로기판(210)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 1 회로기판(210) 상에는 상기 제 2 광원 모듈(320)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 회로기판(210) 및 상기 제 2 회로기판(220)은 제 2 방향을 서로 대칭일 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 제 1 및 제 2 광원 모듈(310, 320)이 각각 배치되는 제 1 및 제 2 회로기판(210, 220)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 회로기판(210) 및 상기 제 1 광원 모듈(310)을 포함하는 조명 모듈은, 상기 제 2 회로기판(220) 및 상기 제 2 광원 모듈(320)을 포함하는 조명 모듈과 동일한 형태, 구조, 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 회로기판(210) 상에 배치된 상기 제 1 광원 모듈(310)은 상기 제 2 회로기판(220) 상에 배치된 제 2 광원 모듈(320)과 상기 중심(CP)을 기준으로 회전 대칭인 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 조사 장치(1000)는 하나의 형태를 가지는 모듈을 이용하여 제조할 수 있어 향상된 공정 효율을 가질 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 상기 조명 모듈(50)은 복수의 회로기판(200)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 조명 모듈(50)은 서로 이격된 제 1 회로기판(210), 제 2 회로기판(220), 제 3 회로기판(230) 및 제 4 회로기판(240)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 회로기판(210)은 제 1 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제 1 회로기판(210) 상에는 상기 제 1 광원 모듈(310)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 회로기판(210) 상에는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 그룹(311), 제 2 그룹(312) 및 제 3 그룹(313)이 배치될 수 있다.
상기 제 2 회로기판(220)은 제 1 방향으로 연장하며, 상기 제 1 회로기판(210)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 2 회로기판(220) 상에는 상기 제 1 광원 모듈(310)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 회로기판(220) 상에는 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 4 그룹(314), 제 5 그룹(315) 및 제 6 그룹(316)이 배치될 수 있다.
상기 제 3 회로기판(230)은 제 1 방향으로 연장하며, 상기 제 1 회로기판(210)과 제 2 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 3 회로기판(230) 상에는 상기 제 2 광원 모듈(320)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 회로기판(230) 상에는 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 1 그룹(321), 제 2 그룹(322) 및 제 3 그룹(323)이 배치될 수 있다.
상기 제 4 회로기판(240)은 제 1 방향으로 연장하며, 상기 제 2 회로기판(220)과 제 2 방향으로, 상기 제 3 회로기판(230)과 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 상기 제 4 회로기판(240) 상에는 상기 제 2 광원 모듈(320)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 4 회로기판(240) 상에는 상기 제 2 광원 모듈(320)의 제 4 그룹(324), 제 5 그룹(325) 및 제 6 그룹(326)이 배치될 수 있다.
즉, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는, 상기 제 1 및 제 2 광원 모듈(310 320)의 그룹들(311~316, 321~326)이 배치되는 제 1 내지 제 4 회로기판(210, 220, 230, 240)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제 1 회로기판(210) 및 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 1 내지 제 3 그룹(311, 312, 313)을 포함하는 조명 모듈은, 상기 제 4 회로기판(240) 및 제 2 광원 모듈(320)의 제 4 내지 제 6 그룹(324, 325, 326)을 포함하는 조명 모듈과 동일한 형태, 구조, 크기를 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 회로기판(220) 및 상기 제 1 광원 모듈(310)의 제 4 내지 제 6 그룹(314, 315, 316)을 포함하는 조명 모듈은, 상기 제 3 회로기판(230) 및 제 2 광원 모듈(320)의 제 1 내지 제 3 그룹(321, 322, 323)을 포함하는 조명 모듈과 동일한 형태, 구조, 크기를 가질 수 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 4 회로기판(210, 240)을 포함하는 조명 모듈은 상기 제 2 및 제 3 회로기판(220, 230)을 포함하는 조명 모듈과 상기 제 2 선을 기준으로 대칭인 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 서로 대칭인 두 가지 형태를 가지는 모듈을 이용하여 제조할 수 있어, 향상된 공정 효율을 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 상기 제 1 광원 모듈(310) 및 상기 제 2 광원 모듈(320) 중 하나의 광원 모듈, 또는 상기 제 1 및 제 2 광원 모듈(310, 320)의 복수의 그룹 중 하나의 그룹이 수명을 다하거나 파손될 경우, 문제가 있는 회로기판(200)과 광원 모듈만을 부분적으로 교체할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 조립 및 교체가 용이하여 향상된 효율을 가질 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 조사 장치가 복수 개가 배치되어 조사 대상에 광을 조사하는 것에 대한 개략도이고, 도 13은 복수의 조사 장치의 조사 밀도 분포에 대한 도면이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 제 1 방향으로 연장하는 조사 대상(800)에 광을 조사하여 제 1 방향으로 연속된 피조사면(850)을 형성할 수 있다.
이를 위해, 상기 조사 장치(1000)는 복수 개가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800)과 제 1 거리(wd)만큼 이격된 제 1 조사 장치(1000A) 및 제 2 조사 장치(1000B)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B) 각각은, 장축이 상기 조사 대상(800)의 연장 방향, 예컨대 제 1 방향과 대응되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B)는 조사 대상(800)의 연장 방향과 대응되는 제 1 방향으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B)는 제 15 간격(d15)으로 이격될 수 있다.
자세하게, 상기 제 15 간격(d15)은 상기 조사 장치(1000)의 장축 방향의 길이, 예컨대 제 1 방향 길이(w1)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제 15 간격(d15)은 상기 조사 장치(1000)의 단축 방향 길이, 예컨대 제 2 방향 길이(w2)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 15 간격(d15)은 상기 제 1 방향 길이(w1)의 약 0.15배 내지 약 0.85배일 수 있다. 일례로, 상기 제 15 간격(d15)은 약 10cm에서 약 50cm일 수 있다.
상기 제 15 간격(d15)이 상기 조사 장치(1000)의 장축 방향의 길이(w1)의 약 0.15배 미만인 경우, 상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B)에 의해 각각 형성된 피조사면(850)에 인가되는 광의 세기의 균일도 특성이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기의 경우 상기 제 1 조사 장치(1000A)와 상기 제 2 조사 장치(1000B) 사이의 거리가 너무 근접할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 조사 장치(1000A)에 의해 형성된 제 1 피조사면과 상기 제 2 조사 장치(1000B)에 의해 형성된 제 2 피조사면이 오버랩되는 영역의 면적이 커질 수 있고, 상기 오버랩되는 영역에 인가되는 광의 세기가 상대적으로 커질 수 있다. 따라서, 상기 피조사면(850) 전체에 인가되는 광의 세기의 균일도 특성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 15 간격(d15)이 상기 조사 장치(1000)의 장축 방향 길이(w1)의 약 0.85를 초과할 경우, 상기 제 1 조사 장치(1000A)와 상기 제 2 조사 장치(1000B) 사이의 거리가 너무 멀 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 피조사면과 상기 제 2 피조사면의 가장자리 영역이 서로 오버랩되지 않거나, 오버랩되는 영역의 면적이 좁을 수 있다. 이 경우, 상기 조사 대상(800)에 연속적으로 균일한 광을 조사하지 못할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B) 사이의 간격은 상기 조사 대상(800)에 균일한 피조사면(850)을 형성하기 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
이하, 실험예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명한다.
실험예
90cm * 30cm (장축 * 단축) 크기를 가지며, 자외선(UV-A) 광을 방출하는 복수의 발광소자를 포함하는 제 1 조사 장치와 제 2 조사 장치를 준비하였다.
상기 제 1 조사 장치 및 상기 제 2 조사 장치를 제 1 방향으로 연장하는 조사 대상과 수직 방향으로 약 60cm 이격된 위치에 배치하였다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 조사 장치는 상기 조사 장치의 장축이 상기 조사 대상의 연장 방향과 대응되도록 배치하였고, 상기 제 1 및 제 2 조사 장치는 상기 조사 대상의 연장 방향으로 약 30cm 이격되도록 배치하였다.
이후, 상기 조사 대상에 자외선 광을 조사하여 상기 조사 대상의 일면 상에 50cm의 폭(단축)을 가지며 상기 조사 대상의 연장방향으로 장축을 가지는 연속된 피조사면을 형성하였다. 이어서, 연속된 피조사면에 인가된 광의 세기의 균일도를 측정하였다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 실시예에 따른 조사 장치(1000)는 상기 조사 대상(800) 상에 연속적인 피조사면(850)을 형성할 수 있다. 또한, 도 13을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 조사 장치(1000A, 1000B)는 면 광원으로 발광하며, 각각의 조사 장치(1000)의 중심과 대응되는 피조사면(850)의 영역이 백색에 가까운 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 조사 장치(1000A, 1000B)가 각각 형성한 피조사면이 오버랩되는 영역 역시 광의 세기의 균일도 특성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
즉, 실시예는 조사 대상(800)의 연장 방향으로 복수의 조사 장치(1000)를 배치하여, 상기 조사 대상(800) 상에 연속적으로 형성된 피조사면(850)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 복수의 조사 장치(1000)는 설정된 간격으로 이격될 수 있고, 상기 조사 장치(1000) 각각은 설정된 간격으로 이격된 복수의 발광소자를 포함하는 광원 모듈을 포함할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 조사 대상(800) 상에 광의 세기의 균일도가 우수한, 예컨대 50% 이상인 피조사면(850)을 연속적으로 형성할 수 있다. 따라서, 상기 조사 장치(1000)는 다양한 길이를 가지는 조사 대상(800)에 광을 효과적으로 제공할 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B) 각각은, 단축이 상기 조사 대상(800)의 연장 방향과 대응되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 조사 장치(1000A) 및 상기 제 2 조사 장치(1000B) 각각에 배치된 제 1 광원 모듈(310) 및 제 2 광원 모듈(320) 각각은 상기 조사 장치(1000)의 단축 방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 광원 모듈(310) 및 상기 제 2 광원 모듈(320) 각각은 상기 조사 장치(1000)의 장축 방향으로 대칭인 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 광원 모듈(310) 및 상기 제 2 광원 모듈(320) 각각은 상술한 간격으로 배치되는 제 1 내지 제 6 그룹을 포함할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 조사 대상과 제 1 거리만큼 이격되어 광을 조사하는 조사 장치에 있어서,
    상기 조사 장치는 제 1 방향 길이로 정의하는 제 1 길이, 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향 길이로 정의하는 제 2 길이를 가지고,
    상기 제 1 길이는 상기 제 2 길이보다 길고,
    상기 조사 대상 상에는 제 1 면적의 피조사면이 형성되고,
    상기 피조사면은 상기 제 1 방향 길이로 정의하는 제 3 길이, 상기 제 2 방향 길이로 정의하는 제 4 길이를 가지고,
    상기 제 3 길이는 상기 제 1 길이보다 길며 상기 제 4 길이는 상기 제 2 길이보다 길고,
    상기 제 1 면적은 상기 조사 장치의 평면적보다 크고,
    상기 제 1 거리는 40cm 내지 120cm이고,
    상기 조사 장치는,
    수용 공간을 포함하는 하우징;
    상기 수용 공간 내에 배치되는 조명 모듈; 및
    상기 조명 모듈 상에 배치되는 투광 부재를 포함하고,
    상기 조명 모듈은 회로기판 상에 배치되며 발광소자를 포함하는 복수의 광원 모듈을 포함하고,
    상기 발광소자는 315nm에서 410nm 파장 대역의 광을 방출하고,
    상기 투광 부재는 상기 광원 모듈에서 방출된 광을 투과할 수 있는 재질을 포함하고,
    상기 조명 모듈의 중심에서 상기 제 1 방향으로 연장하는 가상의 제 1 선, 상기 중심에서 상기 제 2 방향으로 연장하는 가상의 제 2 선을 포함하고,
    상기 광원 모듈은,
    제 1 광원 모듈; 및 상기 제 1 선을 기준으로 상기 제 1 광원 모듈과 상기 제 2 방향으로 대칭인 제 2 광원 모듈을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 광원 모듈 각각은 상기 제 1 방향으로 이격된 복수의 발광소자를 포함하고,
    상기 제 1 광원 모듈은,
    상기 조명 모듈의 중심과 인접한 중심 영역에 배치되며, 제 1 간격으로 이격되는 복수의 제 1 발광소자를 포함하는 제 1 그룹;
    상기 중심 영역보다 상기 조명 모듈의 중심과 먼 거리에 위치한 상기 조명 모듈의 가장자리 영역에 배치되며, 제 3 간격으로 이격되는 복수의 제 3 발광소자를 포함하는 제 3 그룹; 및
    상기 제 1 및 제 3 그룹 사이에 배치되며, 제 2 간격으로 이격되는 복수의 제 2 발광소자를 포함하는 제 2 그룹;을 포함하고,
    상기 제 3 그룹에 포함된 상기 복수의 제 3 발광소자는,
    상기 제 1 및 제 2 발광소자와 동일한 선상에 배치되는 복수의 제 3-1 발광소자; 및
    상기 복수의 제 3-1 발광소자와 상기 제 2 방향으로 제 4 간격만큼 이격되는 복수의 제 3-2 발광소자를 포함하고,
    상기 복수의 제 2 발광소자의 개수는 상기 복수의 제 1 발광소자의 개수보다 적고,
    상기 복수의 제 3 발광소자의 개수는 상기 복수의 제 2 발광소자의 개수보다 많으며, 상기 복수의 제 1 발광소자의 개수보다 많거나 같고,
    상기 복수의 제 3-1 발광소자의 개수는 상기 복수의 제3-2 발광소자의 개수보다 많고,
    상기 제 2 간격은 상기 제 1 간격보다 크고,
    상기 제 3 간격은 상기 제 4 간격과 동일하며 상기 제 1 간격보다 작고,
    상기 제 1 광원 모듈은 상기 제 2 선을 기준으로 상기 제 1 내지 제 3 그룹과 상기 제 1 방향으로 각각 대칭인 제 4 내지 제 6 그룹을 더 포함하고,
    상기 제 2 광원 모듈은 상기 제 1 선을 기준으로 상기 제 1 광원 모듈의 제 1 내지 제 6 그룹과 상기 제 2 방향으로 대칭인 제 1 내지 제 6 그룹을 포함하고,
    상기 제 1 광원 모듈의 제 1 그룹과 상기 제 2 광원 모듈의 제 1 그룹 사이의 상기 제 2 방향 간격은, 상기 제 1 광원 모듈의 제 2 그룹과 상기 제 2 광원 모듈의 제 2 그룹 사이의 상기 제 2 방향 간격과 동일하며, 상기 제 1 광원 모듈의 제 3 그룹과 상기 제 2 광원 모듈의 제 3 그룹 사이의 상기 제 2 방향 간격보다 크고,
    상기 피조사면에 조사되는 광의 세기는 1mW/cm2에서 100mW/cm2이고,
    상기 피조사면에 조사되는 광의 세기의 균일도는 50% 이상이고,
    상기 광의 세기의 균일도는 하기 수학식 1을 만족하는 조사 장치.
    [수학식 1]
    U = (I1/I2)*100
    (U: 광의 세기의 균일도(%), I1: 피조사면에 입사되는 광의 세기의 최소값(mW/cm2), I2: 피조사면에 입사되는 광의 세기의 최대값(mw/cm2))
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 그룹은 상기 제 2 그룹과 상기 제 1 방향으로 제 5 간격만큼 이격되고,
    상기 제 2 그룹은 상기 제 3 그룹과 상기 제 1 방향으로 제 6 간격만큼 이격되고,
    상기 제 5 간격은 상기 제 2 간격의 4배 내지 7배이고,
    상기 제 6 간격은 상기 제 2 간격의 0.2배 내지 0.7배인 조사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광원 모듈 각각의 발광소자의 지향각은 30도에서 60도인 조사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 간격은 상기 제 1 간격의 1.1배 내지 1.5배이고,
    상기 제 3 및 제 4 간격은 상기 제 1 간격의 0.01배 내지 0.1배인 조사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광원 모듈 각각에 포함된 상기 복수의 발광소자는 서로 동일한 형태, 구조, 크기, 지향각을 가지는 조사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 제 1 방향으로 연장하며 상기 제 2 방향으로 마주하는 제 1 및 제 2 외측면;
    상기 제 1 및 제 2외측면 사이에서 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 1 방향으로 마주하는 제 3 및 제 4 외측면을 포함하고,
    상기 제 1 광원 모듈은, 상기 제 1, 제 3 및 제 4 외측면과 인접하게 배치되고,
    상기 제 2 광원 모듈은 상기 제 2, 제 3 및 제 4 외측면과 인접하게 배치되는 조사 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회로기판은,
    상기 제 1 광원 모듈이 배치되는 제 1 회로기판; 및
    상기 제 2 광원 모듈이 배치되는 제 2 회로기판을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 회로기판은 서로 이격되며 상기 제 2 방향으로 서로 대칭인 조사 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조사 장치는,
    제 1 조사 장치; 및 상기 제 1 조사 장치와 상기 제 1 방향으로 이격된 제 2 조사 장치;를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 조사 장치 사이의 간격은, 상기 제 1 및 제 2 조사 장치 각각의 제 1 방향 길이보다 짧은 조사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 투광 부재는, 석영 유리, 보로(Borosilicate) 유리, 불소 수지 중 적어도 하나를 포함하는 조사 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은, 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 스테인리스(Stainless) 및 이를 포함하는 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 조사 장치.
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